DE2412652A1

DE2412652A1 - PISTON VALVE

Info

Publication number: DE2412652A1
Application number: DE2412652A
Authority: DE
Inventors: Alan Donald Bunyard; Ronald Leslie Cahill
Original assignee: NORBRO PNEUMATICS Ltd
Current assignee: NORBRO PNEUMATICS Ltd
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1974-10-03
Also published as: CH571669A5; BR7402078D0; GB1459764A; NL7403299A; AU6646974A; IL44381A0; IT1009334B; JPS5026122A; FR2222590A1

Description

ITorbro Pneumatics Limited, Burrell Road, Haywards Heath (Sussex, Grossbritannien)ITorbro Pneumatics Limited, Burrell Road, Haywards Heath (Sussex, UK)

"Kolbenschieber""Piston valve"

Die Erfindung betrifft einen Kolbenschieber mit einem Gehäuse mit zylindrischer Bohrung, in welche radial mehrere im Gehäuse ausgebildete.Steueröffnungen münden, sowie mit einem in der Bohrung axial beweglichen Kolben, wobei zwischen dem Kolben und der Bohrung im Gehäuse ringförmige Dichtungen vorgesehen! sind _r die durch mit Öffnungen versehene Distanzringe in Abstand voneinander gehalten werden, und die Enden des Gehäuses in geeigneter Weise abgeschlossen sind.The invention relates to a piston valve with a housing with a cylindrical bore into which a plurality of radial control openings formed in the housing open, and with a piston that is axially movable in the bore, with annular seals being provided between the piston and the bore in the housing! are _r that are spaced apart by spacer rings provided with openings and the ends of the housing are suitably closed.

Eine große Anzahl von auf dem Markt befindlichen Kolbenschiebern enthält als Dichtungen O-Ringe, welche zwischen den Steuerflächen des Kolbens und der Bohrung des Gehäuses zusammengedrückt sind. Die O-Ringe bestehen aus einem elastomeren Material, wobei durch das Zusammendrücken des Materiales nicht nur die Dichtwirkung verbessert wird, sondern gleichzeitig auch der Bewegungswiderstand des Kolbens steigt. Es entsteht nämlich einer erhöhte Reibung, welche bei einer axialen Bewegung des Kolbens im Gehäuse überwunden werden muß. Dieser Widerstand kann teilweise dadurch vermindert werden, daß das elastomere Material mit einemA large number of piston valves on the market contains O-rings as seals, which are placed between the control surfaces of the piston and the bore of the housing are compressed. The O-rings are made of an elastomeric material, whereby the compression of the Material not only improves the sealing effect, but at the same time the resistance to movement of the piston increases. This is because there is increased friction, which must be overcome with an axial movement of the piston in the housing. This resistance can be partly due to this be reduced that the elastomeric material with a

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festen Schmiermittel wie z.B. mit Molybdändisulfid gefüllt wird. Wenn jedoch zu viel Schmiermittel dem elastomeren Material beigefügt wird, verliert es seine natürliche Nachgiebigkeit und Deformierbarkeit. Es wird zunehmend härter und weniger deformierbar. Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Menge von Schmiermittel beigefügt wird, welche zur Erzielung der erforderlichen Schmierwirkung notwendig ist, das Material eine Härte in der Grössenordnung von 90° Shore aufweist.solid lubricant such as filled with molybdenum disulfide will. However, if too much lubricant is added to the elastomeric material, it loses its natural properties Compliance and deformability. It is increasing harder and less deformable. It has been shown that when the amount of lubricant is attached which is necessary to achieve the required lubricating effect, the material has a hardness in the order of magnitude of 90 ° Shore.

Es besteht somit ein Problem mit entgegengesetzten Anforderungen an das Material des O-Ringes, da dieses opimal zwischen den Steuerflächen des Kolbens und der Bohrung des Gehäuses deformierbar sein soll, wobei eine Reibung entsteht, die eine Schmierung erforderlich macht, und andererseits die erforderliche Menge des Schmiermittels zur Überwindung der Reibung einen Verlust eben der Eigenschaft zur Folge hat, nämlich der Deformierbarkeit, die zu dessen Verwendung führte.There is thus a problem with opposing requirements for the material of the O-ring, since it is optimal between the control surfaces of the piston and the bore of the housing should be deformable, creating friction, which requires lubrication and, on the other hand, the amount of lubricant required to overcome it the friction results in a loss of precisely that property, namely the deformability, which is necessary for its use led.

Es wurde bisher angenommen, daß Manschettendichtungen bei Eolbenschiebern nicht verwendbar sind, da die innere Lippe der Manschette eine Tendenz hat, sich radial nach innen zu bewegen, sobald bei einer Bewegung des Kolbens die Lippe in einen Bereich einer im Kolben ausgebildeten Steuernut gelangt, die sich zwischen zwei benachbarten Steuerflächen befindet. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß Manschettendichtungen bei Kolbenschiebern verwendet werden können und dabei zur Beseitigung der erwähnten Schwierigkeiten führen.It has been previously assumed that sleeve seals are not usable in Eolbenschiebern because the inner lip of the cuff has a tendency to move radially inward as soon as the piston moves The lip reaches a region of a control groove formed in the piston, which is located between two adjacent control surfaces is located. However, it has surprisingly been found that sleeve seals are used in piston valves and thereby lead to the elimination of the difficulties mentioned.

Der erfindungsmäßige Kolbenschieber ist daher dadurch gekennezeichnet, daß die in axialen Abständen voneinander gehaltenen ringförmigen Dichtungen ManschettendichtungenThe piston valve according to the invention is therefore characterized by that the axially spaced apart annular seals sleeve seals

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sind· Vorzugsweise kann dabei mindestens das freie Ende des in radialer Richtung, inneren Schenkels ;jeder Manschettendichtung durch einen Teil des Kolbens abgestützt sein. Dabei kann vorzugsweise das freie Ende der inneren Lippe der Dichtung nicht nur abgestützt sein, wenn sich der Kolben in einer seiner Steuerstellungen befindet, sondern auch im wesentlichen während des ganzen Zeitraumes einer Bewegung des Kolbens aus einer Stellung in eine andere. Es hat sich erwiesen, daß diese Abstützung des inneren Schenkels der Manschettendichtungen jede Tendenz zur Bewegung der Schenkel radial nach innen verhindert, wenn sich die betreffende Steuerfläche des Kolbens außer Berührung mit. diesem freien Schenkel bewegt hat.are · Preferably at least the free end of the radial inner leg of each sleeve seal be supported by part of the piston. The free end of the inner lip of the seal can preferably be used not only be supported when the piston is in one of its control positions, but also substantially during the entire period of movement of the piston from one position to another. It has been shown that this Support of the inner leg of the boot seals prevents any tendency for the legs to move radially inward, when the relevant control surface of the piston is out of contact with. has moved this free leg.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Kolbenschiebers mit drei St euer öffnungen enthält der Kolben zwei Steuerflächen, deren in axialer Richtung innere Enden von einem Zwischenteil entfernt sind,, mit welchem sie so verbunden sind, daß eine Einheit entsteht, die in axialer Richtung in Abstand voneinander angeordnete Umfangsnuten aufweist, die durch einen Kanal miteinander verbunden sind, der sich in axialer Richtung des Kolbens erstreckt.In a preferred embodiment of a piston valve with three control openings, the piston contains two control surfaces, whose axially inner ends are removed from an intermediate part, with which they are connected so that a Unit arises which has circumferential grooves which are arranged at a distance from one another in the axial direction and which are passed through a channel are connected to each other, which extends in the axial direction of the piston.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Kolbenschiebers mit fünf Steueröffnungen kann der Kolben drei Steuerflächen enthalten, von denen je zwei voneinander durch einen Zwischenteil entfernt sind, wobei die drei Steuerflächen und die zwei Zwischenteile so miteinander verbunden sind, daß sie eine Einheit mit zwei Paaren von umfangsnuten bilden, wobei die Nuten jeweils, eines Paares miteinander durch einen Kanal verbunden sind, der sich in axialer Richtung des Kolbens erstreckt und vom anderen Kanal getrennt ist, welcher die Nuten des anderen Paares verbindet.In a preferred embodiment of a piston valve with five control openings, the piston can have three control surfaces included, two of which are separated from each other by an intermediate part are removed, the three control surfaces and the two intermediate parts being connected together so that they are a unit with two pairs of circumferential grooves, the grooves each, one pair being connected to one another by a channel which extends in the axial direction of the piston and is separated from the other channel, which is the grooves of the other Couple connects.

Bei einer großen Anzahl der auf dem Markt befindlichen Kolbenschieber ist mindestens ein O-Ring so angeordnet, daß er nicht durch eine Steuerfläche des Kolbens abgestützt wird,With a large number of piston valves on the market at least one O-ring is arranged in such a way that it is not supported by a control surface of the piston,

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wenn sich dieser in einer Steuerstellung befindet· Der nicht abgestützte Dichtungsring befindet sich in radialer Sichtung im Bereich einer Mit im Kolben bzw. einer Stelle mit kleinerem Durchmesser. In einer solchen Stellung strömt das Medium (z.B. Luft), dessen Strömung durch den Kolbenschieber gesteuert werden soll-, durch eine Steueröffnung in das Gehäuse, entlang des Teiles des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und darauf durch eine andere Steueröffnung aus dem Gehäuse. Dabei bewegt sich das Medium entlang des O-Einges bzw. zwischen dem äußeren Umfang des Dichtungsringes und der Innenfläche der Bohrung des Gehäuses. Wenn das Medium entlang des O-Ringes strömt, entsteht eine Erosion des elastomeren Materiales, aus welchem der Ring besteht. Besonders kritisch ist dies, wenn das Medium korrosive Stoffe enthält, z.B. wenn Luft mit Schwefeldioxid verunreinigt ist. Im V_erlauf der Zeit kann eine derartige Erosion oder Korrosion des elastomeren Materiales zu einer Zerstörung der Dichtung führen. Wenn andererseits das Druckmedium zwischen dem Gehäuse und dem O-Ring strömt, kann dieses den O-Ring aus seiner Lage zwischen benachbarten Distanzringen verschieben. In einem solchen !Fall entsteht unmittelbar eine Beschädigung des Ventiles.when this is in a control position · The unsupported sealing ring is located in a radial view in the area of a mit in the piston or a point with a smaller diameter. In such a position, the medium (e.g. air), the flow of which is to be controlled by the piston valve, flows through a control opening into the housing, along the part of the piston with a smaller diameter and then out of the housing through another control opening. The medium moves along the O-inlet or between the outer circumference of the sealing ring and the inner surface of the bore of the housing. When the medium flows along the O-ring, erosion occurs in the elastomeric material from which the ring is made. This is particularly critical when the medium contains corrosive substances, for example when air is contaminated with sulfur dioxide. In V _e rlauf time such erosion or corrosion can cause the elastomeric material to the destruction of the seal. On the other hand, when the pressure medium flows between the housing and the O-ring, it can displace the O-ring from its position between adjacent spacer rings. In such a case, the valve will be immediately damaged.

Der Kolbenschieber kann daher so ausgebildet sein, daß bei jeder Steuerstellung des Kolbens das Medium, dessen Strömungsrichtung beeinflußt werden soll, in Gegenrichtung über einen Teil des Kolbens strömt, derart, daß die Umfangsflache des Teiles zum Abstützen des inneren Schenkels der Dichtung dient. Auf diese Weise wird nicht nur die Dichtung durch den Teil abgestützt und somit an einer Bewegung aus ihrer richtigen Stellung zwischen zwei benachbarten Distanzringen gehindert, sondern es wird auch die Strömung durch den Teil des Kolbens geführt und nicht über die Dichtung. Der Teil kann dabei aus einem Material ausgebildet sein, welches gegen Erosion und/ oder Korrosion widerstandsfähiger ist als das elastomere Material der Manschettendichtung.The piston slide can therefore be designed so that in each control position of the piston, the medium whose flow direction is to be influenced, in the opposite direction via a Part of the piston flows in such a way that the peripheral surface of the Part is used to support the inner leg of the seal. In this way, not only is the seal supported by the part and thus prevented from moving out of its correct position between two adjacent spacer rings, but it also directs the flow through the part of the piston and not over the seal. The part can look like this a material which is more resistant to erosion and / or corrosion than the elastomeric material the boot seal.

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Der. Teil des Kolbens kann dabei durch einen Teil gebildet sein, welcher sich zwischen ben_achbarten Enden zweier Steuerflächen befindet, wobei die Steuerflächen und der zwischen ihnen befindliche Teil miteinander derart verbunden sind, daß zwei axial voneinander entfernte ringförmige Umfangsnuten entstehen^ die durch einen Kanal miteinander verbunden sind, der axial im Kolben verläuft.Of the. Part of the piston can be formed by a part which is located between ben _a chached ends of two control surfaces, the control surfaces and the part located between them being connected to one another in such a way that two axially spaced annular circumferential grooves are formed through a channel are connected, which extends axially in the piston.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Es. zeigt:Further details of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the enclosed Drawing. It. shows:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Kolbenschieber mit fünf Steueröffnungen,1 shows a partial section through a piston valve with five control openings,

Eigο 2 einen axialen Teilschnitt durch einen Kolbenschieber mit drei Steueröffnungen undEigο 2 shows an axial partial section through a piston valve with three control openings and

Fig. J einen axialen Teilschnitt durch einen Kolben mit drei Steuerflächen, der beim Kolbenschieber nach der Fig. 1 verwendet wird.Fig. J is an axial partial section through a piston with three Control surfaces, which in the piston valve according to FIG. 1 is used.

In der Figur 1 der Zeichnung ist ein Kolbenschieber dargestellt, welcher ein zylindrisches Gehäuse 1 mit fünf Steueröffnungen 2» 3» 4·» 5 und 6 aufweist. Bas zylindrische Gehäuse hat offene Enden und eine glatte durchgehende Bohrung. In der Bohrung befinden sich fünf Distanzringe 7, die in bekannter Weise Öffnungen aufweisen, welche die Durchströmung eines Druckmediums durch die Ringe gestatten. Die Distanzringe 7 halten in axialem Abstand voneinander sechs Manschettendichtungen 8, 9» 10, 11, 12 und 13· Diese sind in zwei Sätzen derart angeordnet, daß die Schenkel der Dichtungen jedes Satzes zur Mittellinie 14-des Gehäuses gerichtet sind. Im Gehäuse befindet sich ein Kolben 15 mit drei Steuerflächen 16, 17 und 18. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, berühren jeweils zwei der sechs Manschettendichtungen in der mittleren Stellung des Kolbens je eine der drei Steuerflächen.In the figure 1 of the drawing, a piston valve is shown, which has a cylindrical housing 1 with five control openings 2 »3» 4 · »5 and 6. Bas cylindrical housing has open Ends and a smooth through hole. Located in the hole five spacer rings 7, which have openings in a known manner, which allow the flow of a pressure medium allow through the rings. The spacer rings 7 hold six sleeve seals 8, 9 »10, 11, at an axial distance from one another. 12 and 13 · These are arranged in two sets so that the legs of the seals of each set are directed towards the centerline 14- of the housing. There is a piston in the housing 15 with three control surfaces 16, 17 and 18. As shown in the drawing shows, touch each two of the six sleeve seals in the middle position of the piston each one of the three control surfaces.

A098AO/0334 ~ ⁶ "A098AO / 0334 ~ ⁶ "

Zwischen zwei benachbarten Steuerflächen 16, 17 und 18 befindet sich jeweils ein Zwischenteil. So befindet sich zwischen den Steuerflächen 16 und I7 ein Zwischenteil I9 und zwischen den Steuerflächen I7 und 18 ein Zwischenteil 20. Die Steuerflächen 16, I7 und 18 sowie die zwei Zwischenteile 19 und 20 sind gemeinsam aus einem Stück ausgebildet, wobei die Zwischenteile 19_t 20 von den Steuerflächen 16, I7, 18 durch Umfangsnuten 21, 22 und 23, 24 getrennt sind.An intermediate part is located between two adjacent control surfaces 16, 17 and 18. So located between the control surfaces 16 and I7 an intermediate part I9 and between the control surfaces I7 and 18 an intermediate part 20. The control surfaces 16, I7 and 18 and two intermediate parts 19 and 20 are formed together from one piece, wherein the intermediate parts 19 _t 20 are separated from the control surfaces 16, I7, 18 by circumferential grooves 21, 22 and 23, 24.

Der Kolben 15 ist mit axialen Bohrungen 30, 31 versehen, die von seinen beiden Enden bis in den Bereich der mittleren Steuerfläche 17 führen. Diese Bohrungen dürfen nicht miteinander verbunden sein und sind daher durch eine mittlere Trennwand voneinander getrennt. Es kann jedoch auch eine durchgehende Bohrung durch den Kolben 15 vorgesehen sein, wobei jedoch im Bereich der mittleren Steuerfläche 17 ein Verschlußzapfen angeordnet sein muß. In jedem Fall müssen sich die Bohrungen 30, 31 bis zur inneren Nut der beiden Paare von Nuten erstrecken. So muß sich die Bohrung 30 bis zur Nut 22 und die Bohrung 3I bis zur Nut 23 erstrecken..The piston 15 is provided with axial bores 30, 31, which from both ends to the area of the central control surface 17. These holes must not be connected to each other and are therefore through a central partition separated from each other. However, a through hole through the piston 15 can also be provided, but with a locking pin in the area of the central control surface 17 must be arranged. In any case, the holes 30, 31 must be up to the inner groove of the two pairs of Extending grooves. The bore 30 must extend to the groove 22 and the bore 3I extend to the groove 23 ..

Die Bohrungen 30, 31 sind mit ringförmigen Schultern 32, 33 versehen, welche zum Abstützen von Abschlußzapfen 34» 35 dienen. Die Abschlußzapfen 34, 35 können in Gewinde in den Bohrungen 30, 31 eingeschraubt sein. Es können jedoch auch sogenannte Lee-Zapfen sein, die von der Firma Lee Campany, Westbrook, Connecticut, USA vertrieben werden. Diese Zapfen bestehen im wesentlichen aus einem becherförmigen und einem zapfenförmigen Teil. Der becherförmige Teil wird in die betreffende Bohrung eingeführt, woauf der zapfenförmige Teil in den becherförmigen Teil eingetrieben wird, wodurch dieser radial ausgedehnt wird und sich in der Bohrung festklemmt. Derart befestigte Zapfen sind für Drücke bis zu 210 at geeignet. Die Zapfen 34, 35 dienen unabhängig davon, wie sie. ausgebildet sind, zur Bildung zweier Kammern 36 und 37·The bores 30, 31 are provided with annular shoulders 32, 33, which are used to support end pins 34 »35 to serve. The end pins 34, 35 can thread into the Bores 30, 31 be screwed in. However, it can also be so-called Lee cones, which are manufactured by Lee Campany, Westbrook, Connecticut, USA. These cones consist essentially of a cup-shaped and a peg-shaped part. The cup-shaped part is in the relevant Bore introduced, whereupon the pin-shaped part is driven into the cup-shaped part, whereby this is expanded radially and becomes stuck in the bore. Pins fastened in this way are suitable for pressures of up to 210 atm. The pins 34, 35 serve regardless of how they. are designed to form two chambers 36 and 37

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In den Nuten 21, 22 sowie 25, 24- des Kolbens sind radiale Bonrungen 40 vorgesehen, welche gegenseitig die Nuten 21, 22 durch die Kammer 36 und die Nuten 23, 24· durch die Kammer 37 verbinden.In the grooves 21, 22 and 25, 24- of the piston are radial Bon stanchions 40 are provided, which mutually the grooves 21, 22 through the chamber 36 and the grooves 23, 24 · through the chamber 37 connect.

Den Manschettendichtungen 8 und 13 sind mit ihren Rücken zwei weitere Maschettendichtungen 45, 46 zugewandt, deren Schenkel somit von der Mittellinie 14 weg gerichtet sind. Die Dichtungen 45, 46 werden durch zwei Endkappen 47, 48 über Endringe 49, 50 in ihrer Stellung gehalten. Zwischen den äusseren Enden der Endringe 49, 50 und den Endkappen 47, 48 befinden sich O-Einge 5% 52· Die Endkappen sind am Gehäuse 1 der Schrauben 53 befestigt, die im Gehäuse eingeschraubt sind..The cuff seals 8 and 13 are facing two more mesh seals 45, 46 with their backs Legs are thus directed away from the center line 14. The seals 45, 46 are secured by two end caps 47, 48 held in place by end rings 49, 50. Between the outer ends of the end rings 49, 50 and the end caps 47, 48 are O-rings 5% 52 · The end caps are on the housing 1 of the screws 53 fastened, which are screwed into the housing are..

Im Betrieb wird durch die Steueröffnung 3 ä-äs Druckmedium zugeführt, z.B. Druckluft in einen Luftzylinder. Durch den Kolbenschieber kann die Druckluft in eine der Öffnungen 5 oder 6 geleitet werden, wobei die Öffnungen 2 und 4 als: Ausströmöffnungen dienen.In operation, the control opening 3 ä-aes pressure medium supplied, e.g. compressed air into an air cylinder. The compressed air can flow into one of the openings 5 through the piston valve or 6, the openings 2 and 4 serving as: outflow openings.

Es sei angenommen, daß der Kolben aus seiner mittleren Stellung, in welcher alle Steueröffnungen geschlossen sind, nach rechts, bewegt wird. Wenn die Bewegung nach rechts durch Steuerluft erfolgt, welche dem linken Ende des Gehäuses 1 zugeführt wird, so wird diese durch die Dichtung 45 zurückgehalten. In der so erhaltenen ersten Steuerstellung berühren die Dichtungen 8, 9 die Steuerfläche 16. Die Dichtung 10 wird durch den Zwischenteil 19 abgestützt, die Dichtung 11 berührt die Steuerfläche 17» die Dichtung 12 wird durch den Zwischenteil 20 abgestützt, und die Dichtung 13 berührt die Steuerfläche 18.It is assumed that the piston from its middle position, in which all control openings are closed, after right, is moved. When moving to the right by control air takes place, which is fed to the left end of the housing 1, this is held back by the seal 45. In the first control position thus obtained, the seals are in contact 8, 9 the control surface 16. The seal 10 is supported by the intermediate part 19, the seal 11 touches the Control surface 17 »the seal 12 is supported by the intermediate part 20, and the seal 13 contacts the control surface 18th

Die der Steueröffnung 3 zugeführte Druckluft kann nun frei durch die Öffnungen im Distanzring 7 in die Bohrung des. Gehäuses, strömen. Sie wird durch die Dichtung 11 zurückgehaltenThe compressed air supplied to the control opening 3 can now freely through the openings in the spacer ring 7 into the bore of the housing, stream. It is held back by the seal 11

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und strömt; daher in die Nut 22 und durch die Bohrungen 40 in der Nut in die Kammer 36 und aus dieser durch die Bohrungen 4-0 in die Nut 21. Die Luft kann nicht an der Dichtung 9 vorbei strömen und gelangt daher durch die öffnung 6 zu der Vorrichtung, deren i*unktion durch den Kolbenschieber gesteuert wird.and flows; therefore into the groove 22 and through the bores 40 in the groove into the chamber 36 and out of this through the bores 4-0 into the groove 21. The air cannot reach the seal 9 flow past and therefore arrives through the opening 6 to the device, the operation of which is effected by the piston slide is controlled.

Die aus der Vorrichtung ausströmende verbrauchte Luft strömt in den Kolbenschieber durch die Steueröffnung 5 sowie durch die Öffnungen des Distanzringes 7· Die verbrauchte Luft gelangt in den Raum zwischen den beiden Dichtungen 11 und 12, kann jedoch nicht an ihnen vorbeiströmen, da auf der anderen Seite der Dichtung 12 ein höherer Druck wirkt, welcher sie anpresst. Die verbrauchte Luft muß daher durch die Öffnungen 4-0 der Nut 23 in die Kammer 37 und aus dieser durch die öffnungen 40 in die Nut 24 strömen. Da sie nicht durch die Dichtung 13 strömen kann, fließt sie durch die Öffnung 4 nach außen in die Atmosphäre.The used air flowing out of the device flows into the piston valve through the control opening 5 and through the openings of the spacer ring 7 the used air enters the space between the two seals 11 and 12, can not, however, flow past them, since a higher pressure acts on the other side of the seal 12, which they presses on. The used air must therefore through the openings 4-0 of the groove 23 in the chamber 37 and out of this through the Openings 40 flow into the groove 24. Since it cannot flow through the seal 13, it flows through the opening 4 out into the atmosphere.

Wenn der Kolben 15 in die andere Steuerstellung bewegt wurde, die sich in seiner linken. Endlage befindet, verläuft die Strömung derart, daß die verbrauchte Luft aus. der Vorrichtung durch die öffnungen 6 und 2 in die Atmosphäre geleitet wird und daß der Vorrichtung Druckluft durch die Öffnungen 3 und 5 zugeführt wird.When the piston 15 has been moved to the other control position, which is in his left. End position is located, the Flow such that the stale air out. of the device is passed through the openings 6 and 2 into the atmosphere and that compressed air is supplied to the device through openings 3 and 5.

Es ist dabei ersichtlich, daß der in radialer Richtung innere Schenkel der Dichtung 45 immer die Steuerfläche 16 berührt und daß andererseits die Dichtung 46 immer mit der Steuerfläche 18 zusammenwirkt.It can be seen that the inner leg of the seal 45 in the radial direction always touches the control surface 16 and that, on the other hand, the seal 46 always cooperates with the control surface 18.

Die in axialer Richtung des Kolbens 15 gemessene Dimension der Nuten 21, 22 sowie 23, 24 kann vorzugsweise so groß sein, daß die freien Enden der inneren Schenkel der betreffenden Dichtungen 9» 10, 11, 12 während der axialen Bewegung desThe dimension of the grooves 21, 22 and 23, 24 measured in the axial direction of the piston 15 can preferably be so large that that the free ends of the inner legs of the seals in question 9 »10, 11, 12 during the axial movement of the

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Kolbens 15 nicht nach innen absacken können. Die Steifigkeit der inneren Schenkel der Dichtungen verhindert ein so rasches Absacken, daß die Dichtung durch den Kolben 15 beschädigt werden könnte, Gleichzeitig wird das freie Ende rasch wieder durch eine Steuerfläche oder, einen Zwischenteil abgestützt, da die Bewegung des. Kolbens 15 im Gehäuse 1 rasch erfolgt. Einer geringfügigen Tendenz der Schenkel zu einer Bewegung nach innen wird durch eine Abschrägung oder Abrun— dung der Kanten der Zwischenteile 19» 20 entgegengewirkt. Die freien Enden der Schenkel können dann entlang der Kanten nach oben gleiten.Piston 15 cannot sag inwards. The rigidity the inner leg of the seals prevents sagging so rapidly that the seal is damaged by the piston 15 At the same time, the free end is quickly supported again by a control surface or, an intermediate part, since the movement of the piston 15 in the housing 1 is rapid he follows. A slight tendency for the thighs to move inward is indicated by a bevel or bevel. dung of the edges of the intermediate parts 19 »20 counteracted. The free ends of the legs can then be along the edges slide up.

Die Tatsache, daß jede Manschettendichtung durch eine Steuerfläche oder einen Zwischenteil abgestützt ist, hat zur Folge, daß Druckluft, welche durch den Kolbenschieber von der Steueröffnung 3 strömt, nicht die betreffende Dichtung 10 oder 11 aus ihrer Stellung zwischen dem betreffenden Distanzring 7 bewegen kann. Außerdem ist jede Manschettendichtung durch einen axialen ringförmigen Vorsprung. 60 des betreffenden Distanzringes abgestützt, welcher sich zwischen die Schenkel der Manschettendichtung erstreckt. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß eine derartige Abstützung der Manschettendichtung zusammen mit der Nähe eines weiteren Vorsprunges 60 an der anderen Seite bei den Dichtungen 9, 10, 11, 12 bzw. die Nähe einer anderen Manschettendichtung im Falle der Dichtungen 45, 8, 13» 46 eine Stabilisierung der Schenkel der Dichtungen in ihrer Stellung gewährleistet.The fact that each boot seal is through a control surface or an intermediate part is supported, has the consequence that compressed air, which through the piston valve from the control opening 3 flows, not the relevant seal 10 or 11 out of its position between the relevant spacer ring 7 can move. In addition, each boot seal is supported by an axial annular projection. 60 of the relevant Supported spacer ring, which extends between the legs of the boot seal. From the drawing it can be seen that such a support of the boot seal together with the proximity of a further projection 60 on the other side with the seals 9, 10, 11, 12 or the vicinity of another sleeve seal in the case of the seals 45, 8, 13 »46 stabilize the legs of the Seals guaranteed in their position.

Dadurch, daß die Druckluft durch die Kanäle 4-0 in den Nuten 21, 22, 23 und 24 in die Kammern 36, 37 und aus ihnen strömt, anstatt entlang der Schenkel der Dichtungen 10 und 11, wird . erreicht,- daß die Mansehettendichtungen im Verlauf der Zeit durch den Luftstrom nicht erodiert und/oder korrodiert nerden können. Zumindest: wird die Intensität einer derartigen Erosion gegenüber den bekannten Kolbenschiebern, wesentlich vermindert ·By the fact that the compressed air through the channels 4-0 in the grooves 21, 22, 23 and 24 flows into and out of chambers 36, 37, instead of along the legs of the seals 10 and 11. achieves - that the cuff seals in the course of time not eroded and / or corroded by the air flow can. At least: the intensity of such erosion is significantly reduced compared to the known piston valves ·

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Durch, die Verwendung von Manschettendichtungen wird bedeutend der Druck vermindert, welcher zur Bewegung dea Kolbens 15 in axialer Sichtung im Gehäuse 1 erforderlich, ist. Die Manschettendichtungen erhalten ihre Dichtwirkung durch eine Deformation der beiden Schenkel dea TJ-f örmigen Querschnittes der Dicntung und nicht durch, ein Zusammendrücken des elastomeren Materiales der Dichtung, wie es bei O-Ringen der EaIl ist. Die Schenkel der Manschettendichtungen können daher mit einem festen Schmiermittel, z.B. mit Molybdändisulfid imprägniert werden, wodurch eine Schmierwirkung erhalten wird. Die daraus sich ergebende Erhärtung des elastomeren Materiales, aus welchem dLe Manschettendichtungen bestehen, hat keinen nachteiligen Einfluß auf ihre Dichtwirkung. Im Gegenteil kann die Erhärtung als vorteilhaft betrachtet werden, da dadurch die Tendenz des freien Endes des inneren Schenkels der Manschettendichtung sich in der beschriebenen Weise nach, innen zu bewegen vermieden oder mindestens wesentlich vermindert wird·Through, the use of boot seals becomes significant the pressure required to move the piston 15 in axial sighting in the housing 1 is required. The cuff seals obtain their sealing effect through a deformation of the two legs of the TJ-shaped cross-section of the Thinning and not through, a compression of the elastomeric material of the seal, as is the case with O-rings. The legs of the boot seals can therefore be impregnated with a solid lubricant such as molybdenum disulfide thereby obtaining a lubricating effect. The resulting hardening of the elastomeric material, which cuff seals consist of does not have any detrimental effect on their sealing effect. On the contrary, the hardening can be considered beneficial since thereby the tendency of the free end of the inner leg of the sleeve seal to follow in the manner described, moving inside is avoided or at least significantly reduced

Wenn Druckluft als Steuerluft zur Bewegung des Schieberkolbens, verwendet wird, genügt es,-wenn diese auf die Stirnfläche der äußeren Enden der Steuerflächen 16, 18 einwirkt. Es sind keine Kolben erforderlich, wie sie normalerweise in Zylindern verwendet werden, die Endkappen bilden, welche an den Enden des Gehäuses 1 angeordnet sind und die in axialer Richtung äußeren Enden des Kolbens 15 berühren. Dabei kann Steuerluft mit kleinem Druck verwendet werden, z.B. im Grössenbereich von 1,4 bia 2,1 atü. Die Verwendung dieser kleinen Drücke wird dadurch ermöglicht, daß die zu überwindende Reibung des. Kolbens 15 wesentlich vermindert ist. Diese Verminderung ergibt sich aus der Verwendung von Manschettendichtungen an der Stelle von O-Eingen, welche bisher verwendet wurden. Es werden dabei bedeutende Verminderungen der Kosten erhalten, da bei federn Kolbenschieber zwei zusätzliche Kolben entfallen können.If compressed air is used as control air to move the spool, is used, it is sufficient if this acts on the end face of the outer ends of the control surfaces 16, 18. No pistons are required, as are normally used in cylinders that form end caps that are attached the ends of the housing 1 are arranged and touch the outer ends of the piston 15 in the axial direction. Here can Control air with low pressure can be used, e.g. in the size range from 1.4 to 2.1 atu. The use of these small pressures is made possible by the fact that the to be overcome Friction of the piston 15 is significantly reduced. This reduction results from the use of boot seals in place of O-rings, which have been used so far. There will be significant reductions in Conserve costs, since two additional pistons can be omitted with spring piston valves.

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Wenn trotzdem derartige Betätigungskolben für den Kolbenschieber verwendet werden, wie es an sich bekannt ist, kann der Kolbenschieber mit äußerst kleinen Steuerdrücken der Druckluft betätigt werden, und zwar im Größenbereich von z. B. 0,35 atü.If nevertheless such actuating piston for the piston slide are used, as is known per se, can the piston valve can be actuated with extremely small control pressures of the compressed air, in the range of z. B. 0.35 atm.

Jeder Distanzring 7 ist so ausgebildet, daß eine diametrale Ebene, welche alle Stellen am Umfang des Ringes enthält, die von den Enden des Ringes gleich entfernt sind, die Symmetrieebene des Ringes ist. So ist die Ebene 14 (Figur 1) die Symmetrieebene des mittleren Distanzringes 7· Der Teil des Ringes, der sich links von der Ebene 14 befindet, ist ein Spiegelbild des Teiles des Ringes an der rechten Seite der Ebene. Das gleiche gilt auch für die beiden Distanzringe 49 und 50 an den Enden.Each spacer ring 7 is designed so that a diametrical plane which contains all points on the circumference of the ring, the are equidistant from the ends of the ring, is the plane of symmetry of the ring. So the plane 14 (Figure 1) is the plane of symmetry of the middle spacer ring 7 · The part of the ring that is to the left of plane 14 is a mirror image of the part of the ring on the right side of the plane. The same also applies to the two spacer rings 49 and 50 the ends.

Die Bohrungen 30, 31 in welchen sich die Zapfen 34, 35 befinden, können auch zur Aufnahme von nicht dargestellten Druckfedern dienen, wenn eine federnde Rückbewegung des Kolbens in einer oder in beiden axialen Richtungen erwünscht ist.The bores 30, 31 in which the pins 34, 35 are located, can also be used to accommodate compression springs, not shown, when a resilient return movement of the piston in one or both axial directions is desired.

In der Figur 2 ist eine Ausführungsform eines Kolbenschiebers mit drei Steueröffnungen dargestellt, dessen Teile den Teilen des Sghiebers aus der Figur 1 sehr ähnlich sind. Der Kolbenschieber nach der Figur 2 enthält einen Kolben 100 mit zwei Steuerflächen 101, 102 und einem Zwischenteil 103. Diese sind durch zwei Nuten 104 und 105 in axialer Richtung voneinander getrennt. Der Kolben ist mit einer axialen Bohrung versehen, deren innerer Teil einen kleineren Durchmesser hat als ihr äußerer Teil. Am übergang dieser beiden Teile befindet sich eine ringförmige Schulter 107, auf welcher ein Lee-Zapfen oder ein anderer Zapfen 108 abgestützt ist. Der Zapfen umschließt eine Kammer 109. In den Nuten des Kolbens sind radiale Bohrungen 110 ausgebildet. Die Nuten stehen dauernd mit der Hilfe der Bohrung 106 miteinander in Verbindung.In the figure 2, an embodiment of a piston valve with three control openings is shown, the parts of which Parts of the Sghiebers from Figure 1 are very similar. The piston slide according to FIG. 2 contains a piston 100 with two control surfaces 101, 102 and an intermediate part 103. These are axially separated by two grooves 104 and 105 separated. The piston is provided with an axial bore, the inner part of which has a smaller diameter as its outer part. At the transition between these two parts there is an annular shoulder 107 on which a leeward pin or another pin 108 is supported. The pin encloses a chamber 109. In the grooves of the piston are radial Bores 110 formed. The grooves are permanently connected to one another with the aid of the bore 106.

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Das zylindrische Gehäuse 115 hat eine Ausgangsöffnung 116, eine Eingangsöffnung 116, eine Eingangsöffnung 117 sowie eine öffnung 118, die zum Anschluß einer Vorrichtung dient, welche pneumatisch durch Luft betätigt werden soll, die der Eingangsöffnung 116 zugeführt wird. Es sind vier Manschettendichtungen 119, 120, 121, 122 vorgesehen, welche voneinander durch Distanzringe 123 in Abstand gehalten werden. Die Distanzringe 123 sind in der bereits beschriebenen Weise mit Öffnungen versehen. Die Manschettendichtungen 119 und 122 sind mit Dichtungen 124 und 125 Rücken an Rücken angeordnet, wobei die Dichtungen 124 und 125 durch Distanzringe I30 und Endkappen I3I in ihrer Stellung gehalten werden.The cylindrical housing 115 has an outlet opening 116, an input port 116, an input port 117 and one Opening 118, which is used to connect a device which is to be pneumatically actuated by air, that of the inlet opening 116 is fed. There are four cuff seals 119, 120, 121, 122 which are mutually different be kept at a distance by spacer rings 123. the Spacer rings 123 are provided with openings in the manner already described. The boot seals 119 and 122 are arranged back to back with seals 124 and 125, the seals 124 and 125 by spacer rings I30 and End caps I3I are held in place.

Die Schenkel der Dichtungen 119, 120 und 122 sind zur Mittellinie 135 des Kolbenschiebers gerichtet, während die Schenkel der Dichtung 121 von dieser weg gerichtet sind. Die Schenkel der Dichtungen 121 und 122 sind gegeneinander gerichtet.The legs of the seals 119, 120 and 122 are directed towards the center line 135 of the spool valve, while the legs of the seal 121 are directed away from this. The legs of the seals 121 and 122 are directed towards one another.

In der Figur 2 ist der Kolben 100 in seiner mittleren Stellung dargestellt, in welcher alle Steueröffnungen geschlossen sind. Die Dichtungen 119 und 120 bilden zusammen mit der Steuerfläche 101 einen dichtenden Abschluß. Die Dichtungen 121 und 122 wirken in der gleichen Weise mit der Steuerfläche 102 zusammen.In FIG. 2, the piston 100 is shown in its middle position, in which all control openings are closed are. The seals 119 and 120 together with the control surface 101 form a sealing closure. The seals 121 and 122 cooperate with the control surface 102 in the same way.

Bei einer axialen Bewegung des Kolbens 100 in der Figur 2 nach rechts, derart, daß der Zwischenteil 103 die Manschettendichtung 121 berührt, strömt Druckluft in die Nut I05 und durch die Bohrungen 110 in der Wut IO5 in die Kammer I09. Aus dieser Kammer gelangt die Luft durch die Bohrungen 110 in der Nut 104 zur Steueröffnung 118, welche an die zu betätigende Vorrichtung angeschlossen ist. Die Luft kann nicht an der Dichtung 120 vorbeiströmen und strömt nicht direkt entlang der Dichtung 121. Die Dichtung 121 wird daher durch die Luft nicht erodiert und/oder korrodiert. Außerdem kannWith an axial movement of the piston 100 to the right in FIG. 2, in such a way that the intermediate part 103 forms the sleeve seal 121 touches, compressed air flows into the groove I05 and through the holes 110 in the rage IO5 into the chamber I09. From this chamber, the air passes through the bores 110 in the groove 104 to the control opening 118, which is connected to the Device is connected. The air cannot flow past the seal 120 and does not flow directly along the seal 121. The seal 121 is therefore not eroded and / or corroded by the air. Also can

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die Luft nicht die Dichtung aus. ihrer Stellung zwischen benachbarten Distanzringen 123 bewegen, da die Dichtung durch die erwähnten Teile abgestützt ist, wie es bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert wurde.the air does not seal off. their position between neighboring Move spacer rings 123, as the seal is supported by the mentioned parts, as already in connection was explained with the figure 1.

Bei einer axialen Bewegung des Kolbens 100 aus der beschriebenen Stellung in die andere Stellung, bei welcher sich der Zwischenteil 10$ gegenüber der Dichtung 120 befindet, wird durch die beiden Dichtungen 121, 122, welche mit der Steuerfläche 102 zusammenwirken, die Zufuhr von Druckluft aus der Steueröffnung 117 unterbrochen. Die verbrauchte Luft aus der Vorrichtung, welche betätigt wurde, kann nun in den Kolbenschieber durch die Steueröffnung einströmen. Sie gelangt in die Hut 105, durch die Bohrungen 110 in der Nut 105 in die Kammer 109, aus der Kammer 109 durch die Bohrungen 110 in die Nut 104- und aus der Nut 104 in die Ausgangsöffnung 116. Die verbrauchte Luft kann nicht durch die Dichtung 119 gelangen und hat auch keine Tendenz zum Passieren der Dichtung 121, da ihr ein Weg in die Atmosphäre mit kleinerem Widerstand offen steht.With an axial movement of the piston 100 from the position described in the other position in which the Intermediate part 10 $ located opposite the seal 120, is through the two seals 121, 122, which with the control surface 102 cooperate, the supply of compressed air from the control opening 117 is interrupted. The stale air from the Device which has been actuated can now flow into the piston valve through the control opening. She gets in the hat 105, through the bores 110 in the groove 105 into the chamber 109, out of the chamber 109 through the bores 110 in the groove 104 and out of the groove 104 into the outlet opening 116. The stale air cannot pass through the seal 119 and also has no tendency to pass the seal 121, since it is a path into the atmosphere with less resistance is open.

Die Aussagen, welche im Zusammenhang mit der Figur 1 bezüglich der Distanzringe 123 und 130 gemacht wurden, nämlich daß sie mit ringförmigen axialen Vorsprüngen versehen werden können, damit mindestens die äußeren Schenkel der einzelnen Dichtungen abgestützt werden können, gelten auch für den Schieber nach der Figur 2. In ähnlicher Weise gilt auch das, was über die Befestigung der Endkappen ausgesagt wurde. Es kann auch eine Druckfeder zwischen dem Zapfen 108 und der linken Endkappe 131 angeordnet werden, wie es im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach der Figur 1 beschrieben wurde.The statements that were made in connection with FIG. 1 with regard to the spacer rings 123 and 130, namely that they can be provided with annular axial projections so that at least the outer legs of the individual Seals can be supported, also apply to the slide according to Figure 2. In a similar way, this also applies, what was said about the attachment of the end caps. There can also be a compression spring between the pin 108 and the left end cap 131 can be placed as related has been described with the embodiment according to FIG.

Die Erfindung wurde anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert, bei welchen eine pneumatische Bewegung der einzelnen Kolben 15 bzw. 100 möglich ist. Die Erfindung ist jedoch auchThe invention was explained on the basis of two exemplary embodiments, in which a pneumatic movement of the individual pistons 15 or 100 is possible. However, the invention is also

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bei vielen anderen !Typen von Kolbensehiebern verwendbar, wie z.B. mechanisch betätigbaren Kolbenschiebern (manuell oder zur Fußbetätigung) sowie bei Kolbenschiebern, welche direkt durch Elektromagneten betätigbar sind. Außerdem wurden die beschriebenen Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1,2 und 5 so gewählt, daß sie eine Mittelstellung aufweisen, in welcher alle Steueröffnungen geschlossen sind. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch bei Steuerschiebern anwendbar ist, welche verschiedene andere Anforderungen erfüllen. So können die Steuerschieber eine mittlere Stellung haben, bei welcher alle Steueröffnungen offen sind oder bei welcher einig© Steueröffnungen offen und andere geschlossen sind.can be used with many other! types of piston slicers, such as mechanically operated piston valves (manually or for foot actuation) as well as piston valves that can be actuated directly by electromagnets. aside from that the exemplary embodiments described according to FIGS. 1, 2 and 5 were chosen so that they have a central position have in which all control ports are closed. It goes without saying, however, that the invention also applies to control slides which meet various other requirements. So the control spool can have a middle Have a position in which all control openings are open or in which some © control openings are open and others are closed.

Die anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Kolbenschieber sind besonders gut zur Befestigung an einer Grundplatte geeignet. The piston valves described with reference to FIGS. 1 and 2 are particularly suitable for attachment to a base plate.

Ergänzend sei noch erwähnt, daß die Imprägnierung einer Manschettendichtung mit einem festen Schmiermittel zur Druckerhärtung des Materials führt. Bei einem O-Ring, der ständig unter Druck steht und dessen Materia}, zu einem quadratischen Querschnitt zusammengedrückt ist, kann die Druckerhärtung nachteilig sein, wenn sie zu bleibender Materialdeformation führt, weil dann die Dichtwirkung des O-Binges verloren geht.In addition, it should be mentioned that the impregnation of a sleeve seal with a solid lubricant for pressure hardening of the material leads. In the case of an O-ring that is constantly under pressure and its material}, it becomes a square one Cross-section is compressed, the pressure hardening can be disadvantageous if it leads to permanent material deformation leads, because then the sealing effect of the O-bing is lost.

Bei der Manschettendichtung ist die Druckerhärtung weniger schwerwiegend als beim O-Ring, weil erstere nicht ständig unter Druck steht. Die Dichtwirkung der Manschettendichtung wird erreicht durch radiale Biegung des entsprechenden freien Schenkels durch die Kontaktoberfläche.The pressure hardening of the boot seal is less severe than that of the O-ring because the former is not permanent is under pressure. The sealing effect of the sleeve seal is achieved by radial bending of the corresponding free Leg through the contact surface.

- Patentansprüche -- patent claims -

- 15 -- 15 -

Claims

DIPL. ING. WALTER MEISSNER / $ Γ DIPL. ING. HERBERT TISCHER

DIPL. ING. PETER E. MEISSNER MÖNCHEN

DIPL. ING. H. JOACHIM PRESTING

. UMSL. UMSL

1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), * HERBERTSTRASSE 22

Patent claims:

M. j piston valve with a housing with a cylindrical bore into which a plurality of control openings formed in the housing open radially, as well as with a piston axially movable in the bore, with annular seals being provided between the piston and the bore in the housing, which pass through with openings provided spacer rings are held at a distance from each other, and the ends of the housing are closed in a suitable manner, characterized in that the annular seals held at axial distances from each other, sleeve seals (8 bis, 13, 45, 46, 119 bis-122, 124,25 ) are.

2. Piston valve according to claim 1, characterized in that at least the free end of the inner Sghenkels each Cuff seal is supported by a part (19, 20, 103) of the piston (15, 100).

3. Piston valve according to claim 1, characterized in that at least the free end of the inner leg of each The cuff seal is not only supported in the positions of the piston (15, 100), but also during the essentially the entire movement of the piston (15, 100) from one control position to another.

4. Piston valve according to Claims 1 and 3, characterized in that that he has three control openings (116, 117, 118) has, and that the piston (100) has two control surfaces

Ü0984G / 0334 -16-

(101, 102), between the inner ends of which there is an intermediate part (103), with circumferential grooves (104, 105) being formed between the intermediate part (103) and the control surfaces (101, 102), which grooves are connected to one another through a chamber (109 ) are connected, which extends in the axial direction of the piston (100).

5. Piston valve according to claims 1 and 3 characterized by five control openings (2,3,4,5,6) and by a piston (15) with three control surfaces (16,17,18), two of which are adjacent by an intermediate part (19, 20 ) are separated from one another, with each intermediate part (19, 20) being assigned two circumferential grooves (21, 22 or 23, 24) located on its sides , and the two grooves of an intermediate part are connected to one another by a chamber (36, 37) are connected, which extends in the axial direction of the piston (15), but the two chambers (36,37) are separated from each other.

6. Piston valve according to claim 1, characterized in that its piston (15) is designed such that the flow of the medium to be controlled through the piston (15) in the opposite direction around a part (19, 20, 103) of the piston (15 ) flows in such a way that the outer surface of this part serves to support the inner loop of one of the cuff seals

7. Kolbenscnieber according to claim 6, characterized in that the piston (15) has at least one intermediate part (19,20, 103) which is located between the adjacent ends of two control surfaces (16,17,18,101,102), being between the control surfaces and the intermediate part has two annular circumferential grooves (21,22,23, £ 4,104, 105) which are in communication with one another through a chamber (36,37 » 109) which extends in the axial direction of the piston (15).

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